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本文以纽扣式碱性锌/二氧化锰电池的无汞化为研究目标,综述了圆柱式碱性锌锰电池的发展历史、无汞化方法及其技术改进措施。对扣式碱锰电池无汞化存在的安全性问题、电池放电机理、工艺配方及设备的优化进行了详细的研究,对其关键材料电解二氧化锰进行了初步的改性研究。研究表明扣式碱锰电池只适用于小电流条件的放电,其活性物质利用率仅为80%左右,二氧化锰电极只能进行第一步放电反应;在短路及大电流放电条件下,扣式碱锰电池严重极化,活性物质利用率低,残余的锌粉产生大量氢气导致电池鼓胀、漏液甚至爆炸。本文在上述基础上,借鉴圆柱式碱锰电池无汞化的成功经验,围绕电池的安全性能,通过选用合适的代汞缓蚀剂、改进工艺配方等措施来减小电池析氢,实现扣式碱锰电池的无汞化。研究了正负极容量配比、电解液用量、KOH电解液浓度、锌酸根含量,锌膏中氧化锌含量、缓蚀剂用量、粘结剂用量与配比,正极中石墨及乙炔黑用量、正极添加剂高锰酸钾等条件对电池放电性能及安全性能的影响,确定了优化的工艺与配方。此外,采用球磨方法代替传统的机械搅拌混料,增加锌膏密封陈化工序,在正极片制备过程中增加制粒工序,改进了一些影响电池性能的操作步骤。制得的LR44型无汞扣式碱锰电池安全性能达到国家标准,1000Ω恒阻放电至0.9V电池容量可达152mAh,1.3V~1.6V电压区间的容量较含汞扣式电池的提高了24.7%,锌粉利用率提高了13.8%。研究发现,优化之后的负极锌膏析氢量明显减小,锌膏缓蚀效率提高了21%,正极片导电能力提高了53%,反应活性大幅提高。采用液相化学修饰方法对电解二氧化锰进行改性研究。通过在电解二氧化锰表面包覆化学二氧化锰与铋氧化物得到复合正极材料,电极容量比改性前增加了40.8%,大电流放电性能得到了明显提高,1/3C放电容量达到1/10C放电容量的97%,适合作为纽扣式碱性锌/二氧化锰电池的正极材料。